單源體變軌輻射裝置的製作方法
2023-05-26 20:43:16
專利名稱：單源體變軌輻射裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於放射治療設備，具體涉及利用單個放射源對病變組織實現聚焦輻射的裝置。
現有的醫用單源體輻射裝置，包括同位素治療機和醫用電子加速器，都具有裝載一個放射源的源體，對於同位素治療機其放射源可以是鈷60、銫137、銥等放射性元素，對於醫用電子加速器則是產生放射線的電子槍。源體通常是裝在一個可繞聚焦點水平軸線偏轉的擺動機架上，源體放射線通道從徑向方向對準聚焦點，隨機架按一定角度擺動，源體產生的單束射線經其射線通道準直後可依次通過位於病變組織的聚焦點，放射線的掃描軌跡成扇形面輻射焦點。這樣相對於以單軌跡輻射焦點的固定式放射源射線，可以減少對健康組織的傷害。但是由於放射線是在一個固定和有限的扇形區域來回掃描，每次治療過程中健康組織和病變組織所受的輻射劑量比差異並不是很大，還是對健康組織造成很大的輻射傷害。而且從焦點的上部看去，形成的輻射劑量場是一個直線形帶狀區域，難以做到實際治療所需要的與病灶形狀一致的輻射劑量場。
本發明的目的在於提供一種單源體變軌輻射裝置，使源體產生的單束放射線可以不同路徑不同角度輻射病變組織，既可減少對健康組織的損害，又能形成準確而均勻的輻射劑量場。
本發明的目的是這樣實現的在單源體變軌輻射裝置的擺動機架的上端裝有一個以聚焦點為圓心的弧形軌道架，源體安裝在弧形軌道架中，且可沿弧形軌道運動，沿聚焦點看去擺動機架的偏轉徑線分別與聚焦點的水平軸線和弧形軌道架的中心弧線相交並處在同一平面上，源體的射線通道從一球弧面的任一經向方向對準聚焦點。當擺動機架作鐘擺運動時，裝在弧形軌道架上的源體隨之以聚焦點為圓心往復擺動，同時又可以聚焦點為圓心沿弧形軌道作相交於擺動方向的圓弧運動，這樣源體的運動軌跡形成以聚焦點為球心的一個球弧面，源體的射線通道則始終指向聚焦點，放射線的輻射範圍是在這個以聚焦點為頂點的錐體區域裡。當人體的病變組織置於聚焦點時，由於源體的雙向運動均以聚焦點為圓心，所以病變組織就會始終受到放射源射線的輻射，而源體的雙向運動又使放射源射線不斷改變對聚焦點的輻射方向，使健康組織所受到的輻射位置始終處在變化狀態中。
本發明將一個安裝源體的弧形軌道架裝在擺動機架上，使源體可以通過雙向圓弧運動，使放射源射線以不同路徑輻射病灶，放射線的輻射範圍從一個扇形面擴大到一個錐體區域，相對減少了每一輻射點健康區域所承受的輻照劑量，也就直接降低了對健康組織的輻射操作。通過控制源體雙向圓弧運動的時間和距離，就能有效地控制健康組織所受的輻照劑量在允許的範圍內，使健康組織與病變組織形成較大的輻照劑量比差，直接提高治療的效果，而且通過這種控制，容易在聚焦點形成與病灶形狀一致的準確而均勻的輻射劑量場。
以下結合附圖和實施例作進一步說明。
圖1是本發明一個實施例的結構示意圖。
圖2是圖1的沿A-A向放大的結構剖視圖。
參照圖1、圖2，擺動機架(1)是一鋼結構承重件，沿聚焦點(0)的水平軸線(8)裝有傳動中心軸(10)，與雙點劃線位置所示的設備主體聯接，隨傳動中心軸(10)的旋轉，機架(1)可往復偏轉。弧形軌道架(3)固定在擺動機架(1)上端突出的鋼結構支架(11)上，對稱於機架偏轉經線(9)安裝。這個用於固定弧形軌道架(3)的結構支架(11)可與擺動機架(1)鉚焊聯接，也可與擺動機架(1)是一個整體的鋼結構件，以增加結構的穩定性和牢固性。考慮到結構的穩定，在擺動機架(1)下端應裝有適當的配重，使擺動機架(1)能可靠而平穩的進行迴轉。弧形軌道架(3)由上下兩組固定在結構支架(11)上的滾珠導軌組成，兩組滾珠導軌分別以聚焦點為圓心取不同的圓弧半徑，通過調整滾珠導軌與結構支架(11)的相對安裝位置，可以校正源體(4)的位置誤差。為保證源體(4)的聚焦精度及雙向聚焦點的重合，在裝配時應保證機架(1)的偏轉徑線(9)與焦點水平軸線(8)和弧形軌道架的中心弧線(6)相交，並處在同一個平面上。這樣就使源體(4)無論是隨機架(1)偏轉，還是自身的圓弧運動，都始終與聚焦點(0)保持著恆定的距離。本發明實施例中所指的源體(4)，可以是裝載放射性同位素的裝載源體，也可以是電子加速器的電子槍，差別只是在具體的結構尺寸，但是可完全採用相同的裝配形式。源體(4)是鑲裝在上下兩組滾珠導軌之間，可保證安裝位置的可靠性和裝配精度，並能夠自由的弧形滑動，使源體(4)端部的射線通道(7)始終對準聚焦點(0)。源體(4)的運動採用齒條和齒輪的傳動來實現，在源體(4)上裝有驅動電機(12)和與之固連的驅動齒輪(5)，沿弧形軌道架(3)上導軌或下導軌位置裝有以聚焦點(0)為圓心取分度圓直徑的弧形齒條(2)。本實施例中，弧形齒條(2)沿上導軌位置固定在結構支架(11)上，與驅動齒輪(5)內嚙合，有相對較大的承載力。驅動電機(12)選用大扭矩步進電機，通過控制步進電機步距角的移動量，控制源體(4)在弧形軌道架(3)上的位移距離，調整放射源射線在相交於機架(1)擺動的圓弧方向射向聚焦點(0)的路徑。在具體動作中，採取機架(1)連續擺動、源體(4)間隔移動的運行方式，控制雙向圓弧運動的範圍(即圓弧角的大小)，形成與病灶形狀相吻合的放射線掃描區域，控制運行的速度，使每一輻照位置所承受的輻照劑量在允許的範圍內，形成軌跡變化且不重複的放射線掃描。本實施例中，擺動機架偏轉範圍為270°、速度0.1～1rqm，源體位移範圍為90°、一次位移角3～8°。
權利要求
1.一種醫用單源體變軌輻射裝置，包括可繞聚焦點水平軸線(8)偏轉的擺動機架(1)，在擺動機架(1)的一端裝有可從徑向方向對準聚焦點(0)的源體(4)及射線通道(7)，其特徵在於擺動機架(1)還裝有一個以聚焦點(0)為圓心的弧形軌道架(3)，源體(4)安裝在弧形軌道架(3)中，且可沿弧形軌道運動，沿聚焦點(0)看去，擺動機架的偏轉徑線(9)分別與聚焦點的水平軸線(8)和弧形軌道架的中心弧線(6)相交並處在同一平面上，源體的射線通道(7)從一球弧面的任一徑向方向對準聚焦點(0)。
2.根據權利要求1所述單源體輻射裝置，其特徵在於弧形軌道架(3)固定在擺動機架(1)上端突出的結構支架(11)上，對稱於機架偏轉徑線(9)安裝。
3.根據權利要求2所述的單源體輻射裝置，其特徵在於結構支架(11)與擺動機架(1)是一個整體結構件。
4.根據權利要求3所述的單源體輻射裝置，其特徵在於弧形軌道架(3)由上下兩組固定在結構支架(11)上的滾珠導軌組成。
5.根據權利要求4所述的單源體輻射裝置，其特徵在於源體(4)上裝有驅動電機(12)，與驅動電機(12)固連的驅動齒輪(5)，與沿弧形軌道架(3)上導軌或下導軌位置安裝的以聚焦點(0)為圓心取分度圓直徑的弧形齒條(2)嚙合傳動。
6.根據權利要求1或5所述的單源體輻射裝置，其特徵在於源體(4)是放射性同位素的裝載源體。
7.根據權利要求1或5所述的單源體輻射裝置，其特徵在於源體(4)是電子加速器的電子槍。
全文摘要
本發明提出了一種用於放射治療的單源體變軌輻射裝置，它在擺動機架上裝了一個用於安裝源體的弧形軌道架，通過機架的擺動和源體在弧形軌道中的移動，形成源體相對於聚焦點的雙向圓弧運動，使放射源射線以變化的路徑輻射病變組織，減少了對健康組織的輻射損傷，直接提高了治療效果。而且通過這種雙向圓弧運動的放射線掃描，很容易形成與病灶形狀一致的準確而均勻的輻射劑量場。
文檔編號A61N5/00GK1109791SQ9411508
公開日1995年10月11日 申請日期1994年8月29日 優先權日1994年8月29日
發明者宋世鵬 申請人:宋世鵬